位移法换算后测量的标距长度LK，并用游标卡尺在断口最小截面处测量断口直径。
七 实验数据记录与计算 The experimental results 1、实验结果
加载数据：PS=32.5 KN Pb=50.5 KN 试样长度尺寸 原始标距长断后标距长原始直径 度Lo（mm） 度Lk（mm） do（mm） 50.0 63.60 10.02 试样断面尺寸 颈缩处最小原始横截面颈缩处横截直dk（mm） Fo（mm2） 面Fk（mm2） 7.12 78.81 39.80 其中：原始直径L0为三次测量结果10.02mm、10.12mm、10.20mm的最小值 2、实验数据处理
（1） 根据的d0、dk求F0、FK：
F0??(d0/2)2?3.14?(10.02/2)2?78.81mm2
FK??(d1/2)2?3.14?(7.12/2)2?39.80mm2
（2）强度指标：
Ps32.5?103 屈服极限：?s???412.15MPa
F078.81Pb50.5?103强度极限：?b???640.42MPa
F078.81（3）塑性指标： 断面延伸率： ??(Lk?L0)63.60?50?100%??100%?27.20% L050断面收缩率： ??(F0?FK)78.81?39.80?100%??100%?49.51% F078.81塑性指标 延伸率 断面收缩率 δ φ 27.20% 49.51% 故实验计算结果如下表 强度指标 屈服点MPa 强度极限MPa （N／mm2） （N／mm2） 412.15 640.42 八 思考题 Questions
1、退火的低碳钢，中碳钢和高碳钢的屈服现象，在拉伸图上的区别？为什么？
答：低碳钢的拉伸图上分为四个阶段：弹性变形阶段、不均匀塑性变形（即屈服现象）、均匀塑性变形和不均匀集中塑性变形（即颈缩）；而中、高碳钢的拉伸图上无明显屈服现象，即由弹性变形阶段、均匀塑性变形和不均匀集中塑性变形（即颈缩）。原因可能是屈服现象是位错运动和增殖的结果，由于中、高碳钢中第二相的影响较大，阻碍或约束位错的运动，从而使中、高碳钢中屈服现象不明显。
2、碳钢、含碳量与其强度、塑性的关系。
答：碳钢中，在含碳量小于共析成分0.77%时，随含碳量的升高、其强度和硬度增加，塑性下降；而在高于0.77%后，其硬度继续增高，但强度下降，塑性也降低。
大连理工大学实验报告
学院（系）：材料科学与工程学院 专业：材料成型及控制工程 班级：材0701 姓 名： 学号： 组： ___
指导教师签字： 成绩：
实验二 缺口拉伸实验
The indentation pulls to stretch the experiment
一 实验目的 Experiment the purpose
1、了解材料在硬性应力状态和应力集中下的脆化倾向。
2、掌握测定材料缺口抗拉强度ζbN，缺口延伸率δbN和缺口断面收缩率φ
bN的测定方法。
二 实验概述 Experiments say all
机件由于本身结构和加工制造的特点，总是存在有截面突变的台阶和缺口，如键槽、螺纹、油孔和退刀槽等。这些部位改变了受力条件，使之趋于甚至处于脆性状态；同时还在缺口根部引起应力集中，促进裂纹的生成和扩展，产生脆性断裂。因此，一般认为缺口是造成硬性应力状态和应力集中，降低材料韧性的一个脆化因素。金属材料因存在缺口，造成的应力集中，增加变脆的倾向，称为缺口敏感性。为评价不同材料的缺口敏感性，常用的力学性能试验有：缺口拉伸，缺口偏斜拉伸，缺口静弯曲等。
三 缺口处应力分布的特点
Indentations should the characteristics that dint distribute
为了认识缺口对材料机械性能的影响规律，需要了解缺口处应力分布的情况，分析它们对变形和断裂过程的影响。
实验证明，在单向拉伸下，由于缺口的存在，使缺口截面上的应力变为三向（或两向）拉应力状态，而且是不均匀分布的应力。带缺口的杆件在受拉力时，远离缺口处的截面FN上力线的分布是均匀的，只有轴向应力SL；在缺口截面
FN上，由于截面突然缩小，力线密度增加，越靠近缺口根部力线越密，产生应力集中；在缺口上下附近因力线不能通过而出现了无应力区拉伸时它将阻止FN截面的横向自由收缩，因而就出现了切向应力（St）和径向应力（Sr）就构成了三向应力状态。
四 缺口试样 Indentations try the kind
本实验是采用45#钢加工成带有缺口的拉伸试样，如图2－4所示。在拉伸条件下，试样所能承受的最大载荷，除以原始缺口横截面积，求出该试样的缺口强度极限ζbN。以及缺口断面收缩率φbN，缺口伸长率δbN。工程上常用缺口强度极限ζbN与截面尺寸光滑试样的抗拉强度ζb的比值作为材料的缺口敏感性指标。
qe=ζb/ζbN
当qe＞1时，表明缺口处发身了塑性变形的扩展，说明敏感性小。 当qe＜1时，表明缺口处还未明显发生塑性变形扩展就早期脆断。 ζbN的测试方法与求法与ζb相似，不再赘述。
图 2－1 缺口拉力试样形状及尺寸
五 实验数据记录与整理 The experimental results 1、 实验数据处理
（1）根据的d0、dk求F0、Fk：
F0??(d/2)2?3.14?(8.00/2)2?50.24mm2
FK??(d1/2)2?3.14?(6.40/2)2?32.15mm2
（2）强度指标：
屈服极限： ?sN强度极限： ?bN（3）塑性指标：
PsN24.5?103???487.4MPa F050.24PbN33.23?103???661.09MPa F050.24延伸率： ?N?(Lk?L0)46.04?40?100%??100%?15.1% L040(F0?FK)50.24?32.15?100%??100%?36% F050.24断面收缩率： ?N? (4) 缺口敏感系数qe 缺口敏感系数 qe?将实验数据填入下表内：
缺口试样长度尺寸 原始标距长度断后标距长度?bN686.7??1.298?b528.4
缺口试样断面尺寸 原始直径 颈缩处最小直径dK(㎜) 6.40 强度指标 原始横截面积颈缩处横截面积L0(㎜) 40.00 载荷 屈服载荷 LK(㎜) 46.04 d0(㎜) 8.00 F0(mm2) 50.24 FK(mm2) 32.15 塑性指标 断面收缩率 延伸率?N% 最大载荷 屈服点Mpa 强度极限Mpa PS(KN) 24.5 Pb(KN) 33.23 ?Nmm2? ?Nmm2? ?N% 36% 487.40 661.09 15.1
六 思考题 Think the subject of examination
1. 45#钢缺口试样与光滑试样拉伸结果比较后讨论为什么缺口强度极限大于光滑试样的强度极限σbN＞σb？
答：首先由于缺口根部最先满足屈服条件而发生塑性变形，当根部产生屈服，就会产生应力松弛，并且随着塑性变形自表面向心部扩展，使得最大应力不在缺口根部，而在其内侧一定距离处，该处应力最大。越过交界处，弹性区内的应力分布是连续下降的。显然，随着塑性变形逐步向内部转移，各应力峰值越来越大，